Тема: Методы термической и химикотермической обработки Цель лекции – изучение основ методов химикотермической обработки материалов с целью улучшения одного или нескольких показателей применяемого материала. Содержание: - отжиг; - нормализация; -закалка; -отпуск; -старение; -цементация -азотирование; -цианирование.
Методы термической и химикотермической обработки материалов • Термическая обработка деталей РЭА может изменить механические свойства; увеличить прочность и твёрдость, улучшить пластичность, повысить износостойкость, улучшить структуру материала. При термической обработке детали происходит её нагрев до определённой температуры, выдержка и последующее охлаждение. • При изготовлении деталей РЭА используют отжиг, нормализацию, закалку (объёмную и поверхностную), отпуск старение цементацию, азотирование, цианирование. • Отжигу – подвергают детали, получаемые с помощью литья, сварки (корпусы, рамы, стойки и т. д. ). В результата этого улучшается однородность структуры, уменьшается твёрдость и снимаются внутренние напряжения. • Нормализация – осуществляют для понижения поверхностной твёрдости и снятия внутренних напряжений, возникающих в результате различных видов пластической деформации: ковки, резании т. д. Нормализация занимает
• Закалку – применят для стальных деталей, содержащих углерода менее 0, 3% углерода с целью повышения твёрдости, прочности и изменения структуры материала. Закалка повышает механические характеристики валов, шестерён, кулачков, пальцев, и других деталей. Дл получения светлой и блестящей поверхности у легированных сталей осуществляют светлую закалку – нагрев детали в среде диссоциированного аммиака. Кроме того, применяют закалку ТВЧ. Предельное значение применяемой твёрдости HRC = 60 65.
• Отпуску подвергают детали, прошедшие закалку. Цель отпуска – снятие внутренних напряжений, повышение пластичности и вязкости при сохранении достаточно высоких механических характеристик. Различают три вида отпуска - высокий, средний, низкий. • Высокий отпуск, или термоулучшение (tотп= 550 650 0 С), производят для получения наибольшей вязкости при достаточно высоких пределах прочности. Термоулучшению подвергаются углеродистые стали марок 4 о, 50 Г, легированные марок 40 Х, 40 ХН, 35 ХГСА и т. д. • Средний отпуск - (tотп= 350 500 0 С), используют для получения структуры, обладающей повышенными пределами прочности, выносливости и твёрдостью. • Низкий отпуск - (tотп= 150 200 0 С) применяют для снятия внутренних напряжений при сохранении структуры закалки.
• Старение – производят для стабилизации свойств и размеров детали после отливки, сварки или проката, а также после термической обработки. Старение заключается в длительном выдерживании детали в течение 50 – 90 часов при низком температурном нагреве (искусственное старение) или комнатной температуре (естественное старение). Старению могут подвергаться стальные детали типа станин, корпусов, рам, а также детали из сплавов цветных металлов. • Цементация – насыщение поверхностного слоя стали углеродом для увеличения в процессе последующей закалки поверхностной твёрдости.
• Цементации подвергают стали содержащие менее 2% углерода. Толщину цементированного слоя выбирают в зависимости от размера детали: она может доходить до 1, 5 мм. После цементации и закалки несколько искажается форма, размеры и состояние поверхности детали, поэтому в дальнейшем её следует подвергнуть дополнительной обработке
• Азотирование (поверхностное насыщение азотом) применяют для деталей, изготовленных из легированных сталей (обычно с примесью алюминия), чтобы получить твёрдую ( до HRC = 65 70) износо - и коррозионностойкую поверхность. Толщина слоя незначительна (несколько десятков микрометров) при почти полном отсутствии искажения размеров. • Цианирование используют для повышения поверхностной твёрдости деталей за счёт насыщения поверхности углеродом и азотом в цианистых солях. • При конструировании деталей, проходящих термообработку, необходимо: • - выбирать марку материала в соответствии с требованиями к детали и видом термической и химикотермической обработки; • - делать плавные переходы от одного сечения к другому с максимально большим радиусом галтелей;
• - изготовлять детали сложной конфигурации из легированной стали как менее деформируемой при закалке; • - оставлять резьбу сырой; • - снимать фаски в деталях с острыми кромками для снижения концентрации напряжений.
• Неметаллические материалы. К неметаллическим материалам, используемым при конструировании несущих конструкций и механизмов РЭА, относятся пластмасса и резина. • Пластмассы обладают хорошими диэлектрическими свойствами, их механические характеристики зависят от марки пластмассы. Пластмассы подразделяют на термореактивные и термопластичные. • Термореактивные пластмассы при повторном нагревании не переходят в пластичное состояние, т. к. в процессе изготовления входящие в состав смолы полимеризуются в вещества с новыми свойствами. • Термореактивные пластмассы в свою очередь можно разделить на: • - монолитные (фторопласт - 4); • - слоистые (текстолит, гетинакс, листовой стеклотекстолит); • - композиционные, в состав которых, кроме смолы, входит наполнитель в виде стекловолокна, хлопчатобумажных волокон и других материалов.
• Термопластичные пластмассы при нагревании размягчаются, и получаемый в результате этого материал можно использовать для вторичной переработки. К термопластичным пластмассам относят полиэтилен, полипропилен, винипласт, фторопласт -3, полиметилакрилат и др. • Широко используемый в РЭА текстолит – обладает хорошими диэлектрическими и антифрикционными свойствами. Рабочая температура – 60 + 130 0 С. Текстолит используют для крепёжных планок, панелей, щитков, стоек и шестерён. • Стеклотекстолит - в качестве основы имеет стекловолокно и выпускается двух видов – электротехнических марок СТ, СТУ, СТК, СФ-1, СФ-2, широко используемый при изготовлении печатных плат, панелей шасси, и конструкционной марки КАСТ
• Гетинакс отличается от текстолита только основой, в качестве которой используется бумага; его применяют для изготовления плат. • Фторопласт - 4 является хорошим диэлектриком, обладает малым коэффициентом трения, легко обрабатывается резанием; идёт на изготовление несущих деталей типа стоек, втулок, прокладок. • Резина – используют в РЭА в качестве электроизоляционных, герметизирующих и уплотняющих прокладок, амортизаторов. Резины бывают общего и специального назначения.
• - Контрольные вопросы: для каких целей производят отжиг; для каких целей производят нормализацию; в каких случаях производят закалку: в каких случаях деталь подвергается отпуску: в каких случаях производят высокий отпуск: в каких случаях производят средний отпуск: в каких случаях производят низкий отпуск: что Вы понимаете под старением материала: для каких целей производят цементацию: для чего производят азотирование: для каких целей производят цианирование.
Скачать презентацию Тема Методы термической и химикотермической обработки Цель лекции
Lekts_3_term_n.ppt